Dithering, dithering ( inglés dither del inglés medio didderen - temblar) - en el procesamiento de señales digitales , es la mezcla de ruido pseudoaleatorio con un espectro especialmente seleccionado en la señal primaria. Se utiliza en el procesamiento de audio digital, video e información gráfica para reducir el efecto negativo de la cuantificación .
El tramado al cuantificar o reducir la resolución del audio digital evita que el ruido de cuantificación se correlacione con la señal que se cuantifica. Tal correlación conduce a la aparición de distorsiones no lineales y modulación de amplitud del ruido de cuantificación en la señal, es decir, sonido “sucio”. Agregar ruido de oscilación a una señal hace que el ruido de cuantificación se descorrelacione con la señal original. Como resultado del tramado, el ruido de cuantificación ya no contiene distorsiones no lineales, se vuelve suave ( estacionario ) y, como resultado, menos perceptible para el oído. En este caso, la potencia del ruido de cuantificación aumenta. La sonoridad percibida del ruido de cuantificación se puede reducir [1] aplicando dithering junto con el modelado de ruido
El ruido difuminado más utilizado es el ruido blanco con distribución de amplitud triangular (TPDF) entre −1 y +1 LSB (paso de cuantificación).
El tramado se aplica, por ejemplo, a la grabación de CD, cuando el audio digital de alta resolución (24 bits) se reduce a la profundidad de bits del CD (16 bits) durante el proceso de masterización .
En gráficos por computadora, el tramado se usa para crear la ilusión de profundidad de color para imágenes con relativamente pocos colores en la paleta. Los colores que faltan se componen de los disponibles "mezclándolos". Por ejemplo, si necesita obtener un color púrpura que no está en la paleta, puede obtenerlo colocando píxeles rojos y azules en un patrón de tablero de ajedrez; el naranja puede estar formado por puntos rojos y amarillos [2] .
Al optimizar imágenes reduciendo el número de colores, el uso del tramado conlleva una mejora visual en la imagen, sin embargo, para ciertos formatos comprimidos (por ejemplo, PNG ), aumenta su tamaño.
A partir de 2008, la mayoría de los monitores de escritorio basados en matrices TN- (y algunos *VA) , así como todas las pantallas de computadoras portátiles, utilizan matrices con color de 18 bits (6 bits para cada canal RGB), 24 bits se emulan mediante un píxel parpadeante. color entre sus colores de 6 bits más cercanos y/o tramado sutil.
Reducir el número de colores casi siempre conduce a la aparición de efectos específicos. Las fotografías ordinarias pueden tener miles o incluso millones de colores y sombras diferentes, y al convertirlas a un formato indexado de paleta fija se pierde mucha información de color.
La calidad de la imagen resultante está influenciada por muchos factores, pero la paleta utilizada en la conversión puede considerarse la más significativa. Por ejemplo, la imagen original ( Foto 1) se puede reducir a una paleta de 256 colores (la llamada Paleta HTML ). En el método de procesamiento original, todos los colores que no corresponden a una paleta dada se reemplazan por el tono más cercano de la paleta, sin el uso de difuminado. Este enfoque reduce el tiempo requerido para la conversión, pero reduce significativamente la calidad de la imagen resultante (Foto 2) . Esta foto muestra grandes áreas de color sólido, muy diferente al original. También puede notar una gran pérdida de detalle. El problema de la pérdida de detalle se soluciona utilizando dithering según el algoritmo de Floyd-Steinberg (Foto 3) . El tramado minimiza la pérdida de detalles y mejora en gran medida la percepción general de una imagen sin aumentar la cantidad de colores utilizados.
Una de las desventajas de una paleta fija es que muchos de los colores requeridos pueden no estar presentes, y algunos colores, por el contrario, pueden no usarse en una imagen dada. Por ejemplo, las paletas que contienen una gran cantidad de tonos de verde no son adecuadas para convertir imágenes en las que prácticamente no hay verde. En tales casos, sería más correcto utilizar una paleta "optimizada". Dichas paletas se compilan por separado para cada imagen durante la conversión, según la información sobre la frecuencia de uso de un tono particular en la imagen original. Este método de conversión da el resultado más cercano al original (Foto 4) .
Un factor igualmente importante es la cantidad de colores utilizados en la paleta. Por ejemplo, si introduce un límite de 16 colores en la paleta, incluso con paletas optimizadas, hay áreas de color sólido en la imagen (Foto 5) . El tramado ayuda a ocultar estos artefactos (Foto 6) .
Foto 1. Imagen original.
Foto 2. Imagen original convertida utilizando la paleta de colores HTML . Se notan áreas de color sólido y una pérdida general de detalle.
Foto 3. La imagen original, convertida usando la paleta de colores HTML y tramada usando el algoritmo de Floyd-Steinberg. A pesar de la misma paleta, esta imagen tiene más detalles.
Foto 4. El resultado de la conversión utilizando una paleta optimizada de 256 colores y tramado. El uso de una paleta optimizada en lugar de una fija le permite crear una imagen más cercana al original.
Foto 5. Imagen con paleta optimizada de 16 colores, sin tramado. Los colores se ven desteñidos. También hay áreas de color sólido.
Foto 6 Esta imagen también usa una paleta de 16 colores, pero el difuminado permite más detalles y elimina artefactos.